【摘要】：傳統(tǒng)固體火箭發(fā)動機(jī)殼體外掛件的焊接,準(zhǔn)備工作由工人手工選取零件,并按壓在殼體上完成焊接前定位。殼體上外掛件數(shù)量多、分布在殼體不同部位、工人勞動強(qiáng)度高、焊接位置偏差大與安全性難以得到保障。針對上述問題,論文提出了一種基于雙目視覺的圖像處理與匹配技術(shù)用于機(jī)器人的輔助焊接,主要工作包括:(1)建立了滿足殼體外掛件焊接的機(jī)器人與雙目相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系的空間位置轉(zhuǎn)換矩陣,并使用ROS平臺對坐標(biāo)系關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。(2)針對散亂外掛件的雙目視覺檢測問題,研究了深度圖像的濾波方法,對均值濾波、高斯濾波、中值濾波以及引導(dǎo)濾波進(jìn)行對比分析實(shí)驗(yàn),給出了基于引導(dǎo)濾波的深度圖像處理方法;針對散亂對象的深度圖像中存在數(shù)據(jù)缺失問題,提出了基于聯(lián)合雙邊濾波的算法修補(bǔ)圖像空洞;針對深度圖像數(shù)據(jù)跳動問題,選用卡爾曼濾波方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:有效減小深度數(shù)據(jù)值跳動范圍。(3)提出基于k-d Tree的點(diǎn)云數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),對點(diǎn)云進(jìn)行體素化精簡處理。通過使用RANSAC的方法去除背景噪聲,基于歐式聚類分割的方法將零件點(diǎn)云集劃分為單個零件點(diǎn)云,提高了系統(tǒng)處理效率。論文對單個零件采用主成分分析法與CAD模型點(diǎn)云進(jìn)行粗匹配,再使用粗匹配轉(zhuǎn)換后的模型點(diǎn)云與零件點(diǎn)云使用ICP進(jìn)行精匹配,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:匹配算法達(dá)到設(shè)計要求。(4)最后,論文設(shè)計了基于雙目視覺的機(jī)器人輔助焊接系統(tǒng),給出了系統(tǒng)軟硬件組成、信息交換方式。并基于ROS平臺實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人抓取目標(biāo)零件的實(shí)驗(yàn),達(dá)到了輔助殼體外掛件的焊接任務(wù)的基本要求。
【圖文】：

圖 2-3 單目相機(jī)成像原理理如圖 2-3 所示，其中 Op(u, v)為像素坐點(diǎn) O 在像素坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，Oc(Xc,Yc,Z世界坐標(biāo)系，P 為目標(biāo)點(diǎn).其中像素在 x, y坐標(biāo)系與物理坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： 1=1 0 001 00 0 1 1像機(jī)坐標(biāo)系之間的關(guān)系為： 1= 0 0 00 0 00 0 1 0 1

成像模型覺系統(tǒng)中，根據(jù)相機(jī)的擺放位置不同，相機(jī)光光軸平行放置的攝像機(jī)，，如圖 2-4 所示。光軸 p1(x1, y1)和 p2(x2,y2)，由相似三角形關(guān)系可2 1ZxB f B fPd x x d ，采用機(jī)器人的基坐標(biāo)系作為世界坐標(biāo)系 Ow間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為 。 1= 1= 11 12 13 21 22 23 31 32 33 0 0 0 1 1的點(diǎn)代入上式(2-6)，可以求得 矩陣中的參
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;TP242

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本文編號：2663082